
若要在更小的外形尺寸內整合更多功能,同時維持工業級可靠性,必須採用先進的封裝技術。無論您是設計物聯網感測器、汽車控制單元,還是安全認證設備,將多個晶片、被動元件和感測器整合至單一封裝中,將決定您的產品能否在惡劣環境下成功運作。
傳統方法在印刷電路板(PCB)上使用獨立元件,不僅佔用電路板空間,還會增加互連故障的風險,並限制工作溫度範圍。對於需要寬溫工作範圍(-40°C 至 +85°C)、高抗衝擊與抗振動能力,或長期供貨保障(10-15 年)的應用,傳統封裝技術難以勝任。
系統級封裝(SiP)技術透過將多個裸晶片、被動元件和感測器整合至單一堅固的模組中,解決了這一問題。Swissbit 在柏林掌控完整的 SiP 價值鏈——從晶圓加工到系統組裝再到最終測試——從而能夠提供最佳化解決方案、加速迭代週期,並支援從晶片層到韌體配置的全方位客製化。
系統級封裝(SiP)將多個半導體晶片(記憶體控制器、NAND 快閃記憶體、安全處理器)整合至單一模組中。相較於分立元件,此種整合不僅提升了功能性,更縮小了整體封裝尺寸。透過直接處理裸晶片而非預先封裝的元件,SiP 實現了傳統組裝製程無法達到的尺寸規格。
Swissbit 在其全系列產品中均採用了多晶片整合技術:例如將控制器與 NAND 快閃記憶體晶片整合的 e.MMC 模組、將 FIDO2 處理器與 NFC 控制器整合的安全金鑰,以及需要緊湊、堅固設計的工業級儲存解決方案。
SiP 採用多種專業技術:晶片堆疊(垂直整合)、並排佈局(水平整合),以及結合這兩種方法的混合整合。這些技術使設計人員能夠針對具體需求進行優化:晶片堆疊可實現最高的整合密度,並排佈局可改善散熱性能,而混合整合則能兼顧兩者。
作為相關技術之一的系統級封裝(SoP),其區別在於將完整的封裝晶片(而非裸晶片)安裝在基板上。SiP 通常能提供更高的整合密度,但需要更複雜的製造能力,例如 Swissbit 位於柏林的工廠所具備的製造能力。
封裝尺寸的縮小帶來了新的失效模式:機械應力增大、散熱挑戰以及互連可靠性問題。工業級 SiP 製造透過可控的晶片減薄(將晶圓研磨至 40 微米)、精密的晶片黏合,以及堅固的封裝(保護引線鍵合免受環境應力的影響)來應對這些問題。
對於汽車、醫療和工業應用而言,任何故障都是不可接受的。這種可靠性工程設計,正是消費級封裝與工業級 SiP 之間的區別所在。

將裸晶片與基板進行引線鍵合,並安裝球形焊料

將倒裝晶片貼裝至 BGA 基板上

線焊晶片與倒裝晶片封裝的組合

在同一載體上整合多種基板

Swissbit 的 EM-30 e.MMC 解決方案展現了大規模的系統級封裝整合:NAND 快閃記憶體控制器與多個 NAND 晶片整合於緊湊的 11.5×13 毫米至 14×18 毫米封裝中。 透過晶片堆疊技術,該方案在維持寬溫工作範圍(-25°C 至 +85°C)的同時,可實現高達 256GB 的容量及 e.MMC 5.1 介面速度。相較於採用分立式控制器搭配 NAND 快閃記憶體的方案,這種垂直整合可將電路板空間需求減少 60%——這對於嵌入式系統、醫療設備及工業物聯網應用至關重要,因為在這些領域中,PCB 面積直接影響產品的尺寸與成本。

iShield Key 2 展示了一種多技術系統級封裝(SiP)解決方案:FIDO2 認證的安全元件、NFC 控制器以及物理存取組件均整合於標準 USB-A 外形規格中。並排的晶片佈局優化了非接觸式操作的射頻性能,而細間距(40µm)引線鍵合技術則將所有功能模組連接至緊湊的基板上。堅固的封裝保護了敏感元件,實現了無密碼認證、加密通訊與建築門禁系統的同步運作——這是採用分立元件方案無法達成的功能。

Swissbit 的 SD 卡和 microSD 記憶卡採用先進的封裝技術,在不犧牲工業級可靠性的前提下,實現了極致的微型化。 許多在柏林製造的產品,將控制器、NAND 快閃記憶體和被動元件整合於小至 11x15 毫米(microSD)的尺寸中。系統級封裝技術使產品具備擴展的溫度認證範圍(-40°C 至 +85°C)、優異的抗衝擊/抗振動能力(高達 2,000G),以及超過 10 年的使用壽命——這些規格是普通消費級儲存卡無法企及的。
許多採用 SiP 技術的 Swissbit 產品均在我們的柏林工廠生產,該工廠嚴格遵循 ISO 9001、IATF 16949 及 ISO 27001 品質標準。這種歐洲本土製造模式,為國防、關鍵基礎設施及汽車應用領域提供了日益重要的供應鏈安全性與透明度。
Swissbit 掌控著從硬體設計、韌體開發到 SiP 製造及最終組裝的完整價值鏈。這種整合使我們能夠提供最佳化解決方案:專為工業級可靠性設計的儲存產品、融合多種技術的安全模組,以及滿足客戶特定需求的客製化方案。
自1995年以來,Swissbit 在工業級電子產品領域累積了專業的 SiP 技術專長。這些經驗涵蓋從最初的晶片堆疊,到目前的 16 層 NAND 整合、安全處理器封裝,以及為需要特定外形尺寸或配置的 OEM 客戶提供的客製化解決方案。
符合 ISO 9001(品質管理系統)、IEC 60068(工業溫度測試)、ISO 27001(資訊安全)、ISO 14001(環境管理系統)、ISO 50001(能源管理系統)、REACH、RoHS 及衝突礦物法規之要求
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